EP0129741A1

EP0129741A1 - Feinmesstaster

Info

Publication number: EP0129741A1
Application number: EP84106269A
Authority: EP
Inventors: Hans-Ulrich Krempa
Original assignee: Rheinmetall GmbH; Elan Schaltelemente GmbH and Co KG
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1984-06-01
Publication date: 1985-01-02
Also published as: DE3466065D1; DE3322426A1; EP0129741B1

Abstract

Bei einem Feinmeßtaster mit einem oder mehreren Tastfühlern an einem Meßdorn als Haltestück, bei dem das Taststück des Tastfühlers sich am freien Ende einer Biegefeder mit Dehnungsstreifen befindet, soll eine strörungsfreie Übertragung der Bewegung des Tastkopfes auf die Biegefeder ohne störende seitliche Kräfte und ohne störende Dreh- oder Biegemomente sichergestellt sein. Das wird dadurch erreicht, daß der das Taststück 1 aufnehmende Tasteinsatz eine in einem fest auf einer Außenfläche 3a des Haltestücks 3 aufliegenden Führungskörper 7 axial gleitbar geführte Hülse 5 ist, und daß der Führungskörper 17 und die Hülse 5 eine seitliche Offnung 6 aufweisen, in die das freie Ende der Biegefeder 2 derart bis über den Achsbereich der Hülse 5 hineinragt, daß eine konisch zulaufende zentrische Spitze 4 des Taststücks 1 an der Biegefeder 2 anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Feinmeßtaster mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Solche Feinmeßtaster sollen Präzisionsmessungen bis zu tausendstel von Millimetern auf engem Raum möglich machen. Beim Einsatz des aus der DE-OS 30 03 310.6 bekannten Meßtasters in einer Bohrung, in der er längsverschoben und gedreht wird, ist eine störungsfreie Übertragung der Bewegung des Tastkopfes auf die Biegefeder ohne störende seitliche Kräfte oder ohne störende Dreh- oder Biegemomente schwer erreichbar. Es wurde daher in Weiterentwicklung dieses Meßtasters bereits vorgeschlagen daß der das Taststück haltende Tasteinsatz als zylindrischer Bolzen gegen axiale Drehung gesichert in Achsrichtung des Tasteinsatzes zwischen zwei Anschlagflächen gleitbar geführt wird und eine Aufnehmung aufweist, deren obere Schrägwand mit ihrer gewölbten Außenkante punktförmig auf dem freien Ende der Biegefeder aufliegt. Diese aus der DE-OS 31 02 664 bekannte Anordnung bedingt einerseits eine aufwendige Konstruktion und damit hohen Fertigungsaufwand. Andererseits können auch hier noch Meßfehler, bedingt durch das Verkanten des Tastbolzens, in dem Führungskörper entstehen, weil die Krafteinleitung über den Tasteinsatz genau mittig erfolgt, während die Kraftaufnahme durch die Biegefeder am äußeren Umfang des Tastbolzens erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine konstruktiv und fertigungsmäßig einfache Konstruktion eines Feinmeßtasters vorzuschlagen, die die Nachteile der bekannten Anordnung nicht aufweist, bei der also eine störungsfreie Übertragung der Bewegung des Tastkopfes auf die Biegefeder ohne störende seitliche Kräfte und ohne störende Dreh- oder Biegemomente sichergestellt ist. Dabei sollen störende Einflüsse vom Haltestück auf die Biegefeder vermieden werden, und es soll die Abdichtung verbessert sein und schließlich soll auch die Biegefeder selbst so sicher eingespannt sein und so günstig mit Dehnungsmeßstreifen ausgerüstet sein, daß keine Verfälschung der Messung eintreten kann.
Die zur Lösung der gestellten Aufgabe wesentlichen Merkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 genannt. Die Unteransprüche nennen Ausführungsarten der Erfindung.
Durch die Erfindung ist also erreicht, daß bei Krafteinleitung über den Tasteinsatz genau mittig auch an der gleichen Stelle die Kraftaufnahme durch die Biegefeder erfolgt. Es erübrigt sich somit eine gewölbte Außenkante am Tasteinsatz, die höchste Fertigungsgenauigkeit erfordern würde, andererseits wird auch eine Verdrehsicherung als Stift mit entsprechender Anschlagfläche eingespart. Dadurch, daß der Führungskörper fest auf der Außenfläche des Haltestücks, vorzugsweise auf dem Boden einer nutartigen Vertiefung aufliegt, wird eine unzulässige Beeinflussung der Biegefeder durch senkrechte Kräfte auf die Deckplatte im Bereich des Führungskorpers,durch welche die Deckplatte durchfedern würde, vermieden.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform des neuen Meßtasters im lotrechten Längsschnitt. Der Meßtaster ist im Haltestück 3 in einer nutartigen Vertiefung mit der Außenwand 3a als Boden der Nut und mit den Seitenwänden 3b eingebaut. Das Taststück 1 liegt mit einer gewölbten Außenfläche an dem nur als gestrichelte Linie dargestellten zu messenden Werkstück 13 an. Das Taststück 1 ist in der im Führungskörper 7 gleitbar geführten Hülse 5 befestigt. Es liegt mit seiner konisch zulaufenden Spitze 4 an der Biegefeder 2 an, die durch die seitliche Öffnung 6 bis über die Mitte des Taststücks 1 in den Innenraum der Hülse 5 hineinragt. Die Biegefeder ist am anderen Ende durch die Schrauben 8, 8a zwischen Klemmstücken 9 eingeklemmt und mit dem Haltestück 3 fest verbunden. Außerdem halten die Schrauben 8, 8a die Schutzplatte 10 auf dem oberen Klemmstück 9. Die Schutzplatte 10 liegt mit ihrem anderen Ende auf einem Vorsprung 7a des Führungskörpers auf und wird durch eine in die Rille 7b des Führungskörpers eingreifende Membrandichtung 11 gehalten. Diese Dichtung ist mit ihrem inneren Rand lla zwischen Taststück l und Hülse 5 eingeklemmt. Sie weist außen eine Verstärkung als Wulst llb auf. Die Schutzplatte 10 ist gegenüber den Seitenwänden 3b des Haltestücks 3 durch eine Ringdichtung 12 abgedichtet. Als unterer Anschlag für die Verschiebung der Hülse 5 dient die Außenfläche 3a des Haltestücks 3,als oberer Anschlag die Unterfläche der seitlichen Öffnung 6 im Führungskörper 7. Der oder die Dehnungsmeßstreifen auf der Biegefeder sowie auch deren Einschnürung sind nicht dargestellt, da diese Teile ohne weiteres vorstellbar sind.

Claims

1. Feinmeßtaster, insbesondere als Wegaufnehmer, mit einem oder mehreren Tastfühlern an einem Haltestück, z. B. einem Meßdorn, bei dem das Taststück des Tastfühlers sich am freien Ende einer Biegefeder befindet, die mit ihrem anderen Ende mit Abstand von einer Außenfläche des Haltestücks am Haltestück befestigt ist und bei dem auf die Biegefeder an einer oder zwei Seiten je ein oder mehrere Dehnmeßstreifen als Mittel zur Umwandlung der Bewegung des Taststücks in ein elektrisches Signal aufgebracht ist bzw. sind, dadurch gekennzeichnet, daß der das Taststück (1) aufnehmende Tasteinsatz eine in einem fest auf einer Außenfläche (3a) des Haltestücks (3) aufliegenden Führungskörper (7) axial gleitbar geführte Hülse (5) ist, und daß der Führungskörper (7) und die Hülse (5) eine seitliche Öffnung (6) aufweisen, in die das freie Ende der Biegefeder (2) derart bis über den Achsbereich der Hülse (5) hineinragt, daß eine konisch zulaufende zentrische Spitze (4) des Taststücks (1) an der Biegefeder (2) anliegt.

2. Taster nach Anspruch 1, bei dem der Tastfühler in eine nutartige Vertiefung des Haltestücks (3) eingesetzt ist, wobei die Innenwand dieser Vertiefung die genannte Außenfläche (3a) des Haltestücks bildet, dadurch gekennzeichnet, daß diese Außenfläche (3a) zugleich einen Anschlag für die Verschiebung der Hülse (5) in einer Richtung bildet, während der andere Anschlag für die Verschiebung der Hülse in entgegengesetzter Richtung durch die untere Fläche der Biegefeder (2) bei Anlage an der unteren Fläche der seitlichen Öffnung (6) des Führungskörpers (7) gebildet ist.

3. Taster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Vertiefung abdeckende Schutzplatte (10) an ihrem einen Ende durch eine den Führungskörper (7) und die Hülse (5) überdeckende Dichtung (11) auf einem Vorsprung (7a) des Führungskörpers (7) gehalten ist.

4. Taster nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in der nutartigen Vertiefung befestigte Ende der Biegefeder (2) durch zwei in Längsrichtung der Biegefeder hintereinanderliegende Schrauben (8a, 8) zwischen Klemmstücken (9) befestigt ist, wobei die Schrauben (8a, 8) zugleich auf dem oberen Klemmstück die Schutzplatte (10) an ihrem anderen Ende halten.

5. Taster nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (11) eine Membran ist, die mit einem inneren Rand (lla) zwischen Taststück (1) und Tasthülse (5) gehalten ist und mit dem äußeren Wulst (llb) in eine Rille 7b am Führungskörper (7) eingreift.

6. Taster nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Dichtung zwischen Schutzplatte (10) und Seitenwand (3b) der nutartigen Vertiefung als rings um den Rand der Schutzplatte (10) geführte Ringdichtung (12).

7. Taster nach einem der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefeder (2) im Bereich des oder der aufgebrachten Dehnungsmeßstreifen eine ein- oder beidseitige Schwächung, z. B. als Einschnürung,aufweist.